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高光譜成像在藝術(shù)品鑒賞中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間: 2019-11-05 點(diǎn)擊次數(shù): 1717次文物/藝術(shù)品是歷史和時(shí)間的沉淀,更是創(chuàng)作者心神的凝聚,其中信息的透漏不只是浮于表象,畫(huà)面深層細(xì)微處的隱秘信息更具價(jià)值,更值得發(fā)掘。傳統(tǒng)的文物/藝術(shù)品鑒賞是依附專(zhuān)家的學(xué)識(shí)與豐富的經(jīng)驗(yàn),但受學(xué)術(shù)水平的限制及人眼觀察的局限性,難免會(huì)存在主觀臆斷、憑空猜測(cè)的情況。并且書(shū)畫(huà)中經(jīng)常出現(xiàn)一些輕淡、隱匿的信息,僅靠人力很難看出其中奧妙,難以充分解讀作品。
高光譜成像分析技術(shù)具有無(wú)損、方便快捷和客觀準(zhǔn)確的特點(diǎn),可快速獲取文物/藝術(shù)品深層次的珍貴信息,凸顯作品藝術(shù)性。目前該技術(shù)已廣泛用于文物/藝術(shù)品的鑒賞、鑒定和修復(fù)工作中。
易科泰光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)(西安)研究中心自成立以來(lái)專(zhuān)注于光譜成像技術(shù)的研發(fā)集成及技術(shù)推廣,憑借多年科研儀器技術(shù)研發(fā)集成經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)非常先進(jìn)的高光譜成像傳感器技術(shù),充分將“圖譜合一”、“光譜立方”應(yīng)用到文物/藝術(shù)品鑒賞領(lǐng)域,為該領(lǐng)域提供全面的高光譜成像應(yīng)用方案。
一、Specim高光譜產(chǎn)品特點(diǎn)
- 靈活多樣化選配方案:可選配IQ智能手持式高光譜,或不同波段掃描式高光譜成像系統(tǒng)
- 高信噪比、高穩(wěn)定性、高分辨率、高推掃成像速度
- 內(nèi)置程序自動(dòng)進(jìn)行黑白參考校準(zhǔn),無(wú)需額外手動(dòng)執(zhí)行校準(zhǔn)命令
- 配備400-2500nm全波段鹵素?zé)?,無(wú)需更換光源
- 俯視+側(cè)視視角,適合原位測(cè)量文物古跡
- 可選配其他高光譜成像儀如SWIR、MWIR、LWIR等
- 可選配超高分辨率RGB成像及顏色分析
二、高光譜成像儀選型
相機(jī)型號(hào)
IQ
FX10
PFD4K
sCMOS
FX17
SWIR
波段范圍(nm)
400-1000
900-1700
1000-2500
光譜分辨率(FWHM)
7nm
5.5nm
3.0nm
2.9nm
8nm
12nm
波段
204
224
768
946
224
288
空間分辨率
(像素)
512
1024
1775
2184
640
384
光圈值
F/1.7
F/1.7
F/2.4
F/2.4
F/1.7
F/2.0
信噪比
>400:1
600:1
1000:1
1050:1
幀頻
內(nèi)置推掃
330
100
100
670
450
重量
1.3kg
1.26kg
2.7kg
>2.0kg
1.56kg
>14kg
三、藝術(shù)/文博應(yīng)用案例
如下為我中心利用光譜成像技術(shù)對(duì)中國(guó)繪畫(huà)作品進(jìn)行鑒賞分析,從凸顯顏色分布、解析繪畫(huà)技法、提取隱秘信息等方面,充分展示了高光譜成像技術(shù)在藝術(shù)、文博領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
(1)高光譜技術(shù)凸顯顏色分布
中國(guó)書(shū)畫(huà)有粗狂寫(xiě)意,也有細(xì)致入微,但是無(wú)論哪種風(fēng)格,走筆或濃或淡、或濕或干必留痕跡。毛筆的走向和力度大小是表達(dá)畫(huà)家情感的重要方式,學(xué)習(xí)和分析一位畫(huà)家的風(fēng)格流派,筆墨技法是重中之重。
如上左圖為RGB圖像,畫(huà)面清新淡雅,紙的質(zhì)感與筆墨的空靈致使無(wú)法直觀的看到畫(huà)面中局部用筆用色,經(jīng)過(guò)PCA處理以后(上右圖),可以清晰的看到左下角石頭的用筆方向,筆觸微弱處的筆法和同一種顏料的使用情況也一目了然。結(jié)合兩處光譜曲線比對(duì)以及混合顏料的光譜特征還能確定A、B為同一種顏料繪制,但B的底層涂有淡墨,吸收了部分光譜,因此其光譜反射較低。
(2)高光譜技術(shù)快速解析繪畫(huà)技法
多數(shù)觀者可能會(huì)有這樣的感受,一些繪畫(huà)作品視覺(jué)感受很好,但又說(shuō)不出好在哪里。一幅作品的好與不好,除了構(gòu)圖和色彩等因素以外,還體現(xiàn)在繪畫(huà)技法上。
上左圖是一幅花鳥(niǎo)畫(huà)作品的局部,通過(guò)高光譜成像及SAM分類(lèi)后可以看到,分類(lèi)圖(上右圖)中的葉片邊緣跟里面是不一樣的,根據(jù)顏料的光譜反射特性和中國(guó)畫(huà)繪畫(huà)特點(diǎn),推斷此處是在三綠上面覆蓋赭石,后又覆蓋三綠的混合結(jié)果,這一深藏不漏的繪畫(huà)方式很大程度上豐富了視覺(jué)層次感。
(3)高光譜技術(shù)清晰展現(xiàn)筆墨軌跡
好的藝術(shù)品往往不流于表象,更注重深層不易被發(fā)現(xiàn)卻又真實(shí)存在的細(xì)節(jié),這也是防止作品被偽造的方式之一。
上面佛教繪畫(huà)中菩薩背光處在RGB圖像(左圖)中感覺(jué)沉靜而不刻板、勻凈而不失變化,但是畫(huà)面中筆的運(yùn)行痕跡并不明顯,利用MNF處理分析以后(右圖),可以直觀的看到畫(huà)家烙印在紙張上的筆墨痕跡,可以更加清晰的看到筆在紙上運(yùn)行的軌跡。
繪畫(huà)作品的鑒賞解讀是了解作品、學(xué)習(xí)繪畫(huà)*的一部分,高光譜成像技術(shù)可以直觀的展現(xiàn)繪畫(huà)作品中的細(xì)微隱秘之處,讓解讀繪畫(huà)作品變得更加容易,使得探究中國(guó)古代經(jīng)典繪畫(huà)的筆墨技法這一難題迎刃而解。